新陈代谢与生物氧化

第六章新陈代谢总论与生物氧化一、解释名词1．生物氧化：2．有氧呼吸与无氧呼吸：3．呼吸链4．氧化磷酸化5. P/O比6.末端氧化酶二、是非题:1．物质在空气中燃烧和在体内的生物氧化的化学本质是完全相同的。

2．生物界NADH呼吸链应用最广。

3．当一个体系的熵值减少到最小时该体系处于热力学平衡状态。

4．在生物氧化体系内，电子受体不一定是氧，只要它具有比电子供体较正的E0′时呼吸作用就能进行。

5．各种细胞色素组分，在电子传递体系中都有相同的功能。

6．呼吸链中氧化还原电位跨度最大的一步是在细胞色素aa3-O2之间。

7．呼吸链细胞色素氧化酶的血红素辅基Fe原子只形成5个配位键，另一个配位键的功能是与O2结合。

8．解偶联剂的作用是解开电子传递和磷酸化的偶联关系，并不影响ATP的形成。

9．鱼藤酮不阻止苹果酸氧化过程中形成的NADH+H+通过呼吸链生成ATP10．寡霉素对氧消耗的抑制作用可被2，4-二硝基苯酚解除。

11．6—磷酸葡萄糖含有高能磷酸基团，所以它是高能化合物。

12．从低等单细胞生物到最高等的人类，能量的释放、贮存和利用都以ATP为中心。

13．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。

14．ATP在高能化合物中占有特殊地位，它起着共同的中间体的作用。

15．有机物的自由能决定于其本身所含基团的能量，一般是越稳定越不活泼的化学键常具有较高的自由能。

16．磷酸肌酸是ATP高能磷酸基的贮存库，因为磷酸肌酸只能通过这唯一的形式转移其磷酸基团。

三、填空题1．生物体内形成ATP的方式有:⑴__________________、⑵___________________和⑶________________________。

2．代谢物在细胞内的生物氧化与在体外燃烧的主要区别是、和。

3．生物氧化主要通过代谢物的反应实现的，H2O是通过形成的。

4．化学反应过程中，自由能的变化与平衡常数有密切的关系，ΔG0′＝。

6．在氧化还原反应中，自由能的变化与氧化还原势有密切的关系，ΔG0＝。

磷 酸 基 团 转 移 能 12 10 3-磷酸甘 油酸磷酸 8 6 4 2 0 磷酸肌酸（磷酸基团储备物）
～P ～P ATP
～P
～P
～P
6-磷酸葡萄糖 3-磷酸甘油
二 生物氧化
二、生物氧化
有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生
物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O
并释放出能量的过程称为生物氧化。 生物氧化通常需要消耗氧，所以又称
O NH C N NH CH3
肌酸磷酸
O
O NH
P O
P O NH2
C NH O N CH3 CH2CH2CH2CHCOOH
磷酸精氨酸
CH2COOH
这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。
3-磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸
硫酯键型
酰基辅酶A
O SCoA
R C
甲硫键型
COO CH CH2 CH2 H3C S
(3) 水的生成方式是代谢物脱下的H与O结合
产生的。 (4) CO2的生成方式是有机酸脱羧产生的。
生物氧化的内容
（1）细胞如何在酶的催化下将有机化合物中的C变 成CO2—CO2如何形成？ • 脱羧反应
（2）在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机化 合物中的H氧化成H2O—H2O如何形成？ • 电子传递链 （3）当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量怎 样转化成ATP—能量如何产生？ • 底物水平磷酸化 • 氧化磷酸化
分解代谢与合成代谢
生物小分子合成大分子 • •
合成代谢 •
需要能量
能量代谢
新陈代谢
•
• •
释放能量
分解代谢
生物大分子分解成小分子
物 质 代 谢
新陈代谢的共同特点

（ ΔG是总自由能的变化， ΔH 是总热 能的变化，ΔS是熵的变化）
当ΔG＞0，反应不能自发进行。当给体系补充自由能 时，才能推动反应进行（为吸能反应）。 当ΔG＜0，体系的反应能自发进行(为放能反应)。 当ΔG＝0，表明体系已处于平衡状态。
自由能：
生物体（或恒温恒压）用以作功的 能量。在没有作功条件时，自由能转变 为热能丧失。 熵：混乱度或无序性，是一种无用的能。
CH2CH2COOH 2H
SH 2 NAD
+
FMNH 2 2H CoQ Fe S
FAD Fe*S 复合物 II Cytb - （琥珀酸脱氢酶） 2e
2+ 2C yt-Fe
2e
1 O － 2 2
S
FMN NADH + H 2H Fe S
-
3+ 2C yt-Fe 2e 2H+ 复合物 I （NADH- 泛醌还原酶）
主要作为一类不需氧脱氢酶的的辅酶。有 NAD+和NADP+，大多脱氢酶以NAD +为辅酶。
电子和氢离子一起被接受，还原型CoⅠ 将氢移到NADH脱氢酶（黄素）上。
NAD+和NADP+的结构
R=H: NAD+;
R=H2PO3:NADP+
NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变
氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
Ⓢ 表示无机硫
④辅酶Q类
又称泛醌（CoQ)，可接受多种脱氢酶脱下的 氢和电子转变为泛醇（ CoQH2），处在呼吸 链的中心地位。泛醇将电子传给细胞色素 bc1复合体，H+释出。
⑤细胞色素类（cytochromes)

代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后， 经过一系列的传递体，最后传递给被激活 的氧原子，而生成水的全部体系。 在生物细胞中，接受代谢物上脱下的氢(或 电子)的载体有三种: NAD+、NADP+ 和 FAD。
呼吸链有两条：
NADH开始的呼吸链
—— NADH呼吸链；
FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
+e Fe3+ Fe2+
-e
铁硫蛋白的结构及递电子机理
1Fe 0S24Cys 4Fe
4S24Cys 2Fe
2S24Cys
S Fe
4. 辅酶Q (CoQ)
辅酶-Q（CoQ）：脂溶性醌类化合物， 又称泛醌，非蛋白电子载体。 特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌， 位于呼吸链的中心
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辅酶-Q不只接受NADH脱氢酶的H,还接受 线粒体其他脱氢酶脱下的H,如琥珀酸脱 氢酶，因此它。
第二节 线粒体电子传递体系
一.线粒体呼吸链（respiratory
chain)
线粒体基质是呼吸底物氧化的场所,底
物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将 质子和电子转移到内膜的载体上，经 过一系列氢载体和电子载体的传递， 最后传递给O2生成H2O。
（一）呼吸链的概念
呼吸链（电子传递体系或电子传递链）：
•
• ATP与高能磷酸键
NH2 O O Oγ β α N O P O P～ O P ～ - O O CH O O 2 O N N N
OH OH AMP ADP ATP
•
ATP + H2O ADP + H2O AMP + H2O
ADP + Pi AMP + Pi

第八章 新陈代谢总论与生物氧化
新陈代谢总论
1.
新陈代谢： 代谢：活细胞中所有化学变化的总称。泛指 生物与周围环境进行物质与能量交换的过程， 是生物体物质代谢与能量代谢的有机统一， 代谢是动态的。
1. 新陈代谢
2.合成代谢与分解代谢

合成代谢：一般是指将简单的小分子物质转变成
复杂的大分子物质的过程。太阳能是生物体能量的

什么是生物氧化
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行
氧化分解生成CO2 和H2O并释放出能量的过程称为生
物氧化（biological oxidation），其实质是需氧
细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反
应过程。
脂肪
多糖
蛋白质
生物氧化的三个阶段
大分子降解 成基本结构 单位
脂肪酸、甘油
Cyt c1 Cyt c Cyt aa3 O2
（ubiquinone,亦写作CoQ）
4. 细胞色素类
（cytochromes）
NADH
FMN
Fe-S
复合体 I NADH 脱氢酶
琥珀酸等
FAD
Fe-S
CoQ
Cyt b
复合物 II 琥珀酸-辅酶Q 还原酶
Fe-S
Cyt c1 Cyt c Cyt aa3
3.自由能判断（逻辑判断）：通过不同物质间标准 自由能的比较进行逻辑判断；



4.代谢途径阻断法；
5.突变体研究法。
高能化合物


高能化合物的概念及其类型
1.概念：将水解时释放大量自由能的化合物称 为高能化合物。 2.类型：机体内高能化合物的种类是很多的， 根据其键型的特点分为以下几类：

二、生物体内能量代谢的基本规律
1.服从热力学原理。热力学第一定律是能量守恒定律，热力 学第二定律指出，热的传导自高温流向低温。机体内的化 学反应朝着达到其平衡点的方向进行。
2.生化反应最重要的热力学函数是吉布斯自由能G 。自由能
是在恒温、恒压下，一个体系作有用功的能力的度量。用 于判断反应可否自发进行，是放能或耗能反应。 ΔG＜0，表示体系自由能减少，反应可以自发进行，但是不 等于说该反应一定发生或以能觉察的速率进行，是放能反 应。 ΔG＞0，反应不能自发进行，吸收能量才推动反应进行。 ΔG＝0，体系处在平衡状态。
(2)氧化脱羧：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）
NADP+ NADPH + H+
HOOCCH2CHOHCOOH
苹果酸
苹果酸酶
CH3CCOOH + CO2 O
三、生物氧化中水的生成
代谢物在酶的作用下，将脱下的氢经过氢传递体，传 给氧生成水。
生物氧化体系解决的是有机物脱氢及氢的去路问题， 即解决有机物是如何通过一系列特异性的酶催化的反应脱 氢、递氢和递电子，把氢交给氧生成水，并产生ATP的问 题。
一、新陈代谢的研究方法
代谢途径的研究比较复杂，可从不同水平，主要对中间代 谢进行研究。
新陈代谢途径的阐明凝集了许多科学家的智慧与实验成果。 如1904年德 国化学家Knoop提出的脂肪酸的β氧化学说， 1937年Krebs提出的柠檬酸循环。
1.活体内（in vivo）和活体外(in vitro)实验 2.同位素示踪法和核磁共振波谱法（NMR） 3.代谢途径阻断法 4.突变体研究法
二、生物体内能量代谢的基本规律
3.自由能：生物体（或恒温恒压下）用以作功的能量。在 没有作功条件时，自由能转变为热能丧失。

15 △G ＝-33. 1 kJ/摩尔
ATP在能量转运中地位和作用
★ ATP是细胞内的“能量通货” ★ ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体
14 磷酸烯醇式丙酮酸 磷 酸 基 团 转 移 能 12 10 3-磷酸甘 油酸磷酸 8 6 4 2 0
～P ～P
磷酸肌酸（磷酸基团储备物）ຫໍສະໝຸດ ～PATP～P ～P
• 3)放射性同位素示踪法。常用的有氚（3H）、碳14 （14C）、磷32（32P）、硫34（34S）35(35S) 碘131（131I） 等。
7
• （3）代谢途径阻断法 • 使用抗代谢物或酶的抑制剂 • 碘乙酸抑制甘油醛-3-磷酸脱氢酶；
• 丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶。
• （4）突变体或遗传缺欠症研究法：
8 新陈代谢总论与生物氧化
主要内容：介绍新陈代谢的概念和研究方法， 生物能力学的基本内容和高能化合物的概念和特 点。重点讨论线粒体电子传递体系的组成、电子 传递机理和氧化磷酸化机理。
1
新陈代谢的概念
新陈代谢（metabolism）是生命最基本的特征之一，泛 指生物与周围环境进行物质交换、能量交换和信息交换的 过程。生物一方面不断地从周围环境中摄取能量和物质， 通过一系列生物反应转变成自身组织成分，即所谓同化作
9
物理意义：－Δ Ｇ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量)
自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： Δ G<0，反应能自发进行 Δ G>0，反应不能自发进行 Δ G=0，反应处于平衡状态。
自由能的概念对于研究生物化学过程的力能学具有很重要的意义，生物
体用于作功的能量正是体内化学反应释放的自由能，生物氧化释放的能量也
复合体
复合体 Ⅰ
酶名称

名词解释新陈代谢名词解释新陈代谢（ metabolic renewal， EC）是生物体与外界环境不断进行物质交换过程中，不可缺少的重要步骤。

例如，糖类、脂肪、蛋白质等大分子有机物在体内氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放能量供给生命活动的需要。

因此，新陈代谢也称“生物氧化”，即生命活动所需的能量来源于生物氧化过程。

新陈代谢还包括同化作用，即把某些物质加工转化为其他物质的过程。

同化作用是生物对外界物质的主要吸收过程。

n metabolism&nbsp;生命系统的功能之一。

生命活动所需的能量来源于生物氧化过程，而能量最终又以化学能的形式贮存在有机物中。

新陈代谢（ metabolic renewal， EC）是生物体与外界环境不断进行物质交换过程中，不可缺少的重要步骤。

例如，糖类、脂肪、蛋白质等大分子有机物在体内氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放能量供给生命活动的需要。

因此，新陈代谢也称“生物氧化”，即生命活动所需的能量来源于生物氧化过程。

新陈代谢还包括同化作用，即把某些物质加工转化为其他物质的过程。

同化作用是生物对外界物质的主要吸收过程。

4)新陈代谢还表现为物质和能量在生物体内转化。

比如，糖类分解成二氧化碳和水，并释放出能量;蛋白质和核酸脱去氨基或磷酸，释放出能量。

这种物质转化和能量转变过程都是通过酶的催化完成的。

4)新陈代谢还表现为物质和能量在生物体内转化。

比如，糖类分解成二氧化碳和水，并释放出能量;蛋白质和核酸脱去氨基或磷酸，释放出能量。

这种物质转化和能量转变过程都是通过酶的催化完成的。

5)新陈代谢还表现为生物体内的合成代谢和分解代谢。

生物体的各种物质是在细胞内合成的，如氨基酸、核苷酸等。

生物体内也有一些物质是在细胞外合成的，如尿素、甘油和脂肪酸等。

新陈代谢是细胞内能量转变成其他形式的能，以便用于新的细胞功能的过程。

分解代谢是在细胞内发生的，代谢的结果是通过呼吸作用把某些小分子的代谢废物排出体外，分解代谢的最终产物是二氧化碳和水。

O
NH
PO
C NH O
N CH3 CH2COOH
O
NH
PO
C NH O
N CH3 NH2 CH2CH2CH2CHCOOH
磷酸肌酸
磷酸精氨酸
(二）非磷酸化合物
(1)硫酯键型
O R C SCoA
酰基辅酶A
乙酰COA (R---CH3)
(2)甲硫键型
H3C
COOCH NH3+
CH2 CH2 S+ A
S-腺苷甲硫氨酸
第二节 生物氧化（本章重点）
一、生物氧化的特点和意义
➢概念：有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在 生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O 并释放出能量的过程称为生物氧化。生物氧 化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用。
生物氧化的意义在于为机体提供生命活动所需的能量。
生物氧化的特点
➢特点：生物氧化和有机物在体外氧化（燃 烧）的实质相同，都是氧化还原反应，都 是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气， 都生成CO2和H2O，所释放的能量也相同。 但二者进行的方式和历程却不同。
• NAD
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，或辅酶Ⅰ
• NADP 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，或辅酶Ⅱ
• FMN
黄素单核苷酸
• FAD
黄素腺嘌呤二核苷酸
（一）呼吸链的主要成分
1、NAD+和NADP为辅酶的脱氢酶
【组成成分】 酶蛋白、尼克 酰胺（维生素 pp）核糖、磷 酸与AMP。
ΔG0’的求取
A+B
C+D
G G0' RT ln [C][D] [ A][B]
当△G＝0时，反应处于平衡状态，则：
G0' RT ln [C][D] RT ln K [ A][B]

一、新陈代谢
第 六 章 代 谢 与 生 物 氧 化 4. 代谢
——完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶 完成某一代谢过程的一组相互衔接的酶 促反应。 促反应。 特点： 特点：
没有完全可逆的代谢途径； 没有完全可逆的代谢途径； 的代谢途径 代谢途径形式是多样 形式是多样的 代谢途径形式是多样的； 代谢途径有确定的细胞定位 确定的细胞定位； 代谢途径有确定的细胞定位； 代谢途径是相互沟通的； 代谢途径是相互沟通 相互沟通的 能量关联； 代谢途径之间有能量关联 代谢途径之间有能量关联； 代谢途径的流量可调控 可调控。 代谢途径的流量可调控。
能
在高能化合物分子中， 在高能化合物分子中 ， 被水解断裂时释放出大量 自由能的活泼共价键。 高能键常用符号“ 表示 表示。 自由能的活泼共价键。 高能键常用符号“ ~ ”表示。
“高能键”≠“键能高” 高能键” 高能键 键能高”
茶学与生物系-生物化学
代谢中的能量物质
第 六 章
根据分子结构和高能键的特征，高能化合物可分为： 根据分子结构和高能键的特征，高能化合物可分为： 焦磷酸化合物： (1) 焦磷酸化合物：如ATP
(C~S)型 型
茶学与生物系-生物化学
二、生物氧化
第 六 章 代 谢 与 生 物 氧 化 1.定义 定义
糖类、脂肪、 糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行脱 加氧等氧化分解生成CO2和H2O，并释放出能量 氢、加氧等氧化分解生成 ， 的过程称为生物氧化 生物氧化(biological oxidation)。 的过程称为生物氧化 。 其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一 系列氧化还原反应过程，故又可称细胞呼吸 细胞呼吸。 系列氧化还原反应过程，故又可称细胞呼吸。
• 新陈代谢 一 新陈代谢一 物质 和 能量 转变

第6章新陈代谢总论与生物氧化 (Biological Oxidation)6 新陈代谢总论与生物氧化小分子 大分子合成代谢（同化作用）需要能量释放能量分解代谢（异化作用）大分子 小分子物质代谢能量代谢新陈代谢信息交换6.1 新陈代谢总论新陈代谢的概念及内涵6.1.1 新陈代谢的研究方法1，活体内（in vivo）和活体外实验（in vitro）2，同位素示踪法3，代谢途径阻断法4，突变体研究法6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律1、自由能的概念(1)热力学第一定理: 能量守恒。

(1) 热力学第二定理：自发过程是向着能量分散 程度(熵，S)增大的方向进行。

(3) 自由能：在恒温恒压下,体系可以用来对环境 作功的那部分能量。

(4)自由能变化的公式:△G=△H- T△S△G＜0 反应自发△G＞0 需要能力才能向正反应进行△G=0 反应处于平衡状态6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律2、反应标准自由能的变化及其与平衡常数的关系（1）标准自由能： G o′自由能与标准自由能△G = △G o′+ RTln[C][D]/[B][A]当△G = 0时， △G o′= -2.303RTlgK′标准自由能的可加性6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律3、氧化还原电位（1）E：在氧化还原反应中,自由能的变化与反应物供出或得到电子的趋势成比例,这种趋势用数字表示,即为氧化还原电位.（2）Ｅ、E o与E o′（3）E o′的含义——其值越小表示所带电子越多，还原能力越强△G o′= -nF △E o ′△E o ′＞０，表示反应能自发进行4、氧化还原电位与自由能的关系检流计盐桥ZnSO 4CuSO 4e+-负极反应: Zn - 2e =Zn 2+ E 0 Zn 2+/ Zn = - 0.76V 正极反应: Cu 2++2e= Cu E 0 Cu 2+/ Cu =+ 0.34V ΔE 0 = E 0正极-E 0负极=+0.34V -(-0.76V)=+1.10V6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律2、 ATP 是生物细胞内能量代谢的偶联剂ATP + H 2O ADP +Pi 释放能量30.5kJ/mol ADP + Pi ATP 吸收能量30.5kJ/molATP ——最常见的高能磷酸化合物，具有高能磷酸基团，能量通货。

如： NADH-Q还原酶、琥珀酸-Q还原酶、脂酰-CoA脱氢酶等
是脂溶性醌类化合物，而且分 子较小，可在线粒体内膜的磷脂双 分子层的疏水区自由扩散。 功能基团是苯醌,通过醌/酚的 互变传递氢，Q (醌型结构) 很容易 接受2个电子和2个质子，还原成QH2 （还原型）；QH2也容易给出2个电 子和2个质子，重新氧化成Q。因此， 它在线粒体呼吸链中作为电子和质 子的传递体。
O ‖ CH3－C～ SCoA + NADH + H+ + CO2
2、β-氧化脱羧
COOH
β α
COOH
HCOH + NADP+
CH2
COOH(苹果酸）
C =O + CO2 +NADPH + H+
CH3（丙酮酸）
§7-2 生物氧化
线粒体是生物氧化的发生场所
§7-2 生物氧化
四、生物氧化中水的生成
大分子
能量代谢
物 质 代 谢
异化作用
生物大分子 分解代谢小分子 体内物质 环境物质
§7-1新陈代谢总论
五、新陈代谢的特点
1、反应分步进行，顺序性极强； 2、由酶催化，反应条件温和；
3、有灵敏的自动调节和对体内外环境高度适应
性的特点。
§7-1新陈代谢总论
六、新陈代谢的研究方法
1.研究材料：单细胞生物，多细胞生物，病毒与噬菌体 2.研究方法：体内研究（in vivo）:用生物整体研究 体外研究（in vitro）：用切片，匀浆等 研究 3.同位素示踪法:如将C14标在乙酸羧基上，同时喂养动 物，如动物呼出CO2中发现C14，说明乙酸 羧基转变CO2． 4.代谢途径阻断：如用酶的抑制剂阻抑中间代谢 的某一环节,推测代谢情况.

★生物氧化在活细胞中进行，pH中性，反应条件温和， 一系列酶和电子传递体参与氧化过程，逐步氧化，逐 步释放能量，转化成ATP。
★真核细胞，生物氧化多在线粒体内进行，在不含线 粒体的原核细胞中，生物氧化在细胞膜上进行。
（一）生物氧化的特点
1，生物氧化是在生物细胞内进行的酶促 氧化过程，反应条件温和（水溶液，pH7和 常温）。
6，生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相 偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能 ATP。
生物氧化的三阶段
第一阶段：多糖，脂，蛋白质等分解为构造单位——单糖、 甘油与脂肪酸、氨基酸，该阶段几乎不释放化学能。
第二阶段：构造单位经糖酵解、脂肪酸β氧化、氨基酸氧化 等各自的降解途径分解为丙酮酸、乙酰CoA等少数几种共同的 中间代谢物，这些共同的中间代谢物在不同种类物质的代谢间 起着枢纽作用。该阶段释放少量的能量。
生物氧化图示
（二）生物氧化中CO2的生成
直接脱羧
CH3CCOOH O
丙酮酸脱羧酶 （α-脱羧）
CH3CHO + CO2
丙酮酸羧化酶
HOOCCβH2CαCOOH （Β-脱羧） CH3CCOOH + CO2
O
O
氧化脱羧：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。
第三阶段：丙酮酸、乙酰CoA等经过三羧酸循环彻底氧化为 CO2、H2O释放大量的能量。
★在第二、第三阶段中，氧化脱下的电子（H—）经过一个氧 化的电子传递过程（氧化电子传递链）最终传给O2，并生成 ATP，以这种方式生成ATP的作用称为氧化磷酸化作用，它是 一种很重要的将生物氧化和能量生成相偶连的机制。
• 一般将水解时能够释放21 kJ /mol（5千卡/mol) 以上自由能（G< -21 kJ / mol）的化合物称 为高能化合物。

一、填空题：1.寡霉素作为氧化磷酸化的抑制剂，既抑制氧的利用，又抑制ATP 的生成。

2.每对电子通过NADH-CoQ还原酶时，有 4 个质子从基质泵出，通过细胞色素bc1复合物时，有 4 个质子从基质泵出，通过细胞色素氧化酶时有 2 个质子从基质泵出。

3.一对电子从NADH传递至氧的过程中，还原力逐渐降低，氧化力逐渐增强。

4.在呼吸链中唯一的非蛋白组分是辅酶Q ，唯一的不与线粒体膜紧密结合的蛋白是细胞色素C 。

5.细胞色素是一类含有血红素Fe 的电子传递蛋白，铁硫蛋白是一类含有非血红素Fe 的电子传递蛋白。

6.在具有线粒体的生物中，典型的呼吸链有两种，它们是NADH 呼吸链和FADH呼吸链。

7.呼吸链主要是由存在于线粒体内膜上的几个大的蛋白质复合物构成的，它们分别是NADH脱氢酶复合物，琥珀酸脱氢酶，细胞色素bc1复合物和细胞色素氧化酶。

二、是非题：1.细胞内的NADH可自由穿过线粒体内膜。

2.几个相互偶联的化学反应，其自由能的变化是可以累加的。

3.ATP在生物能量转换过程中，起着共同中间体的作用。

4.氧化磷酸化是体内产生ATP的主要途径。

三、选择题：1.肝细胞通过下列哪种转运系统将NADH从细胞质转运至线粒体基质？（1）磷酸甘油穿梭系统；（3）酰基肉碱转运系统；（2）苹果酸-天冬氨酸穿梭系统；（4）柠檬酸穿梭系统2.电子传递抑制剂会引起下列哪种效应？（1）电子传递停止，ATP合成停止；（3）氧不断消耗，ATP合成停止；（2）电子传递停止，ATP正常合成；（4）氧不断消耗，ATP正常合成3.解偶联机会引起下列哪种效应？（1）氧不断消耗，ATP正常合成；（3）氧消耗停止，ATP合成停止；（2）氧不断消耗，ATP合成停止；（4）氧消耗停止，ATP正常合成。

4.下列哪种情况下呼吸链电子传递速度加快？（1）ATP/ADP下降；（2）ATP/ADP升高；（3）氧供应充足；（4）缺氧5.电子传递链定位于（1）线粒体基质；（2）胞液；（3）质膜；（4）线粒体内膜6.下列哪一个不是生物氧化的特点？（1）逐步氧化；（3）必须有水参加（2）生物氧化的方式为托氢氧化；（4）能量同时放出7.在呼吸链中能将电子直接传递给氧的传递体为：（1）铁-硫蛋白；（3）细胞色素a3（2）细胞色素b；（4）细胞色素c1四、问答题：1.什么是代谢途径及代谢途径的特点？代谢途径是代谢反应历程的一种表示方法，细胞内的任何物质的合成和分解反应都不是一步完成的，而需经历多步化学反应。

4.生物的营养类型
分类
光能自 养生物
C源
CO2
能源
光
电子供体
HO2, H2S, S 或其它无机物
实例
绿色植物、藻类、 蓝细菌、光合细菌
化能自 养生物
CO2
氧化还原反应
无机化合物如H2, 固氮菌、氢细菌、 H2S, NH4+ Fe2+ 硫细菌和铁细菌 有机物 （葡萄糖） 有机物 （葡萄糖）
光能异 养生物 化能异 养生物
线状(1inear)，如糖酵解；
环状(cyclic)，如三羧酸循环、卡尔文循
环和尿素循环；
分支状(branched)，如许多氨基酸的合
成(参看第三十一章“氨基酸代谢”)。
只有在循环代谢途中，才涉及一种起
始代谢物在最后一步反应得以再生。
例如三羧酸循环中的草酰乙酸，卡尔
文循环中的l，5-二磷酸核酮糖和尿酸 循环中的鸟氨酸。
（ 质 膜 、 核 及 核 仁 、 内 质 网 、 线 粒 体 ）
二、新陈代谢的内容
确定参与每一个代谢反应的酶与辅酶 的结构与功能，这需要对有关的酶进行 分离、纯化和定性的研究。 确定一条代谢途径之中的底物、中间 代谢物和终产物的结构、名称和反应的 类型。 确定一个酶促反应的调节机制。
1.物质代谢和能量代谢
3.代谢途径
无论物质代谢还是能量代谢，分解代谢 还是合成代谢，一般都是由多种酶催化的 连续反应过程。 所谓代谢途径就是细胞中由相关酶类组 成的完成特定代谢功能的连续反应体系。 细胞中具有某种代谢途径也就是指具有 其酶系。代谢途径的组成可简单示意如下：
S
E1
A
E2
B
3
(3)与膜结合的多酶复合物 (membrane-bound multi-enzyme complex)

生物氧化还原反应对人体的影响可以从多个方面进行探讨，包括新陈代谢、免疫系统、疾病预防等方面。

本文将从这些角度分别介绍这一过程对人体的影响及其意义。

一、新陈代谢
生物氧化还原反应是维持人体新陈代谢正常运转的必要条件。

在人体内，氧化还原反应是通过呼吸作用实现的。

人体中的呼吸作用主要由氧化糖分解而成的三磷酸腺苷（ATP）来提供能量。

在这一过程中，经过氧化还原反应，将葡萄糖等有机物转化为能量，同时释放出二氧化碳和水。

二、免疫系统
生物氧化还原反应对人体的免疫系统也有很大的影响。

在机体内，免疫细胞需要消耗氧气进行新陈代谢并发挥作用，而氧化还原反应则为这一过程提供了必要的条件。

免疫细胞通过吞噬外来入侵物体、分解和清除细胞垃圾等方式维护人体健康。

而氧化还原反应则为免疫细胞提供了驱动力，使得它们可以更为有效地完
成这些任务。

因此，氧化还原反应的正常进行对人体的免疫系统发挥至关重要的作用。

三、疾病预防
生物氧化还原反应在人体的疾病预防方面也具有非常重要的作用。

事实上，很多疾病都与氧化损伤有关。

氧化反应是指通过吸收氧气，将分子内的电子转移，而产生的自由基则会不断破坏其他分子。

这些自由基包括氧化剂和还原剂两类，都会对人体健康产生负面影响。

而生物氧化还原反应就可以在一定程度上减轻氧化损伤的程度，从而起到了疾病预防的作用。

四、结论
综上所述，非常重要。

它在新陈代谢和能量供应、免疫系统发挥和疾病预防等多个方面都具有不可替代的作用。

因此，通过了解和关注氧化还原反应的过程和影响，我们可以更好地维护自己的健康和身体状态。